
1. 直線關(guān)于x軸對(duì)稱的直線方程為()
AB.
C. D.
2. 兩條平行直線:與:之間距離是()
A. 0B. 2C. 1D.
3. 若橢圓的長(zhǎng)軸端點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合,則的值為()
A. 4B. C. D. 2
4. 已知雙曲線的離心率為,C的一條漸近線與圓交于A,B兩點(diǎn),則()
A. B. C. D.
5. 如果直線與曲線有兩個(gè)不同的公共點(diǎn),那么實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
AB. C. D.
6. 已知橢圓+=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F(3,0),過(guò)點(diǎn)F的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn).若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1),則E的方程為
A. +=1B. +=1
C. +=1D. +=1
7已知直線與拋物線相交于A,B兩點(diǎn),若,則()
A. 2B. C. D.
8. 已知橢圓:左、右焦點(diǎn)分別是,,是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),和分別是的內(nèi)心和重心,若與軸平行,則橢圓的離心率為()
A. B. C. D.
二、選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 已知方程,則下列說(shuō)法中正確的有()
A. 方程可表示圓
B. 當(dāng)時(shí),方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓
C. 當(dāng)時(shí),方程表示焦點(diǎn)在軸上的雙曲線
D. 當(dāng)方程表示橢圓或雙曲線時(shí),焦距均為10
10. 已知圓與圓,下列說(shuō)法正確的是()
A. 與的公切線恰有4條
B. 與相交弦的方程為
C. 與相交弦的弦長(zhǎng)為
D. 若,分別是圓,上的動(dòng)點(diǎn),則
11. 已知雙曲線的左右頂點(diǎn)為,,左右焦點(diǎn)為,,直線與雙曲線的左右兩支分別交于,兩點(diǎn),則()
A. 若,則的面積為
B. 直線與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),則
C. 若的斜率的范圍為,則的斜率的范圍為
D. 存在直線的方程為,使得弦的中點(diǎn)坐標(biāo)為
12. 已知拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為2,過(guò)焦點(diǎn)作直線與拋物線交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作拋物線的切線與準(zhǔn)線交于點(diǎn),連接,若,則()
A. B.
C. 為鈍角D.
三、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分.
13. 拋物線的準(zhǔn)線方程為_(kāi)_____.
14. 若直線與圓相交于,兩點(diǎn),且(其中為原點(diǎn)),則的值為_(kāi)_____.
15. 一動(dòng)圓與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切,則動(dòng)圓圓心的軌跡方程為_(kāi)_____.
16. 如圖,過(guò)雙曲線的左焦點(diǎn)引圓的切線,切點(diǎn)為,延長(zhǎng)交雙曲線右支于點(diǎn),為線段的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為_(kāi)_______.
四、解答題:本題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
17. 已知的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,,,求
(1)求的面積;
(2)求的外接圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
18. 已知直線和圓,且直線和圓交于兩點(diǎn).
(1)當(dāng)為何值時(shí),截得的弦長(zhǎng)為4;
(2)若,求的取值范圍.
19. 已知為坐標(biāo)原點(diǎn),,,直線,的斜率之積為4,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為.
(1)求的方程;
(2)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),與交于,兩點(diǎn),線段中點(diǎn)在第一象限,且縱坐標(biāo)為4,求.
20. 已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),且截軸所得弦長(zhǎng)為4.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與軌跡交于A,兩點(diǎn),若為軌跡的焦點(diǎn),且滿足,求的值.
21. 橢圓與雙曲線有相同的焦點(diǎn),且過(guò).
(1)求橢圓的方程;
(2)如圖所示,記橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線,分別交橢圓于兩點(diǎn),.
(i)證明:點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);
(ii)求四邊形面積的最大值.
22. 已知點(diǎn)在雙曲線上.
(1)雙曲線上動(dòng)點(diǎn)Q處的切線交的兩條漸近線于兩點(diǎn),其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),求證:的面積是定值;
(2)已知點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作動(dòng)直線與雙曲線右支交于不同的兩點(diǎn)?,在線段上取異于點(diǎn)?的點(diǎn),滿足,證明:點(diǎn)恒在一條定直線上.
青島二中2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期中考試
高二試題(數(shù)學(xué))
命題人:薛海濤孫云濤曹成俊劉碩審核人:董天龍
時(shí)間:120分鐘滿分:150分
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 直線關(guān)于x軸對(duì)稱的直線方程為()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)兩直線斜率之間的關(guān)系,以及所求直線過(guò)已知直線與x軸交于點(diǎn)可得.
【詳解】直線的斜率為2,與x軸交于點(diǎn),
則與關(guān)于x軸對(duì)稱的直線斜率為,并過(guò)點(diǎn),
所以,所求方程為,即.
故選:D
2. 兩條平行直線:與:之間的距離是()
A. 0B. 2C. 1D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)平行直線間的距離公式求解即可.
【詳解】直線:即,故與:的距離為
.
故選:D
3. 若橢圓的長(zhǎng)軸端點(diǎn)與雙曲線的焦點(diǎn)重合,則的值為()
A. 4B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)長(zhǎng)軸端點(diǎn)確定焦點(diǎn),再根據(jù)的關(guān)系可求得的值.
【詳解】橢圓的長(zhǎng)軸端點(diǎn)為,
所以雙曲線的焦點(diǎn)為,
故.
故選:D.
4. 已知雙曲線的離心率為,C的一條漸近線與圓交于A,B兩點(diǎn),則()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)離心率得出雙曲線漸近線方程,再由圓心到直線的距離及圓半徑可求弦長(zhǎng).
【詳解】由,則,
解得,
所以雙曲線的一條漸近線不妨取,
則圓心到漸近線的距離,
所以弦長(zhǎng).
故選:D
5. 如果直線與曲線有兩個(gè)不同的公共點(diǎn),那么實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
利用數(shù)形結(jié)合求出直線與半圓相切時(shí)的值,以及直線與半圓有兩個(gè)交點(diǎn)的臨界位置時(shí)的的值,進(jìn)而可以求解.
【詳解】由可得:,,
則該曲線為以原點(diǎn)為圓心,以1為半徑的軸上方的半圓,
直線和曲線的圖象如圖所示:
當(dāng)直線與圓相切于點(diǎn)時(shí)滿足:,解得,
當(dāng)直線與半圓相交于兩點(diǎn)時(shí),把代入直線方程可得:,
則由數(shù)形結(jié)合可得直線與曲線有兩個(gè)不同的交點(diǎn)時(shí),的取值范圍為:,
故選:B
6. 已知橢圓+=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F(3,0),過(guò)點(diǎn)F的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn).若AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1),則E的方程為
A. +=1B. +=1
C. +=1D. +=1
【答案】D
【解析】
【詳解】設(shè)、,所以,運(yùn)用點(diǎn)差法,所以直線的斜率為,設(shè)直線方程為,聯(lián)立直線與橢圓的方程,所以;又因?yàn)椋獾?
【考點(diǎn)定位】本題考查直線與圓錐曲線的關(guān)系,考查學(xué)生的化歸與轉(zhuǎn)化能力.
7已知直線與拋物線相交于A,B兩點(diǎn),若,則()
A. 2B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)焦半徑公式,聯(lián)立方程即可求解.
【詳解】由拋物線可得,所以,
,
,
故,故,所以
故選:B
8. 已知橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別是,,是橢圓上的動(dòng)點(diǎn),和分別是的內(nèi)心和重心,若與軸平行,則橢圓的離心率為()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】連接PO,則三點(diǎn)共線,延長(zhǎng)交軸于點(diǎn),則由平行于軸得,從而可得,根據(jù)三角形內(nèi)心的性質(zhì)可得,從而可得離心率.
【詳解】∵是的中點(diǎn),G是的重心,∴三點(diǎn)共線,
延長(zhǎng)交軸于點(diǎn),則由平行于軸知,,
則,設(shè)內(nèi)切圓半徑為r,
則,
∴橢圓的離心率為.
故選:A﹒
二、選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 已知方程,則下列說(shuō)法中正確的有()
A方程可表示圓
B. 當(dāng)時(shí),方程表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓
C. 當(dāng)時(shí),方程表示焦點(diǎn)在軸上的雙曲線
D. 當(dāng)方程表示橢圓或雙曲線時(shí),焦距均為10
【答案】BCD
【解析】
【分析】根據(jù)方程的形式,結(jié)合圓,橢圓和雙曲線的形式,即可求解.
【詳解】對(duì)于A,當(dāng)方程可表示圓時(shí),,無(wú)解,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,當(dāng)時(shí),,,表示焦點(diǎn)在軸上的橢圓,故B正確;;
對(duì)于C,當(dāng)時(shí),,,表示焦點(diǎn)在x軸上的雙曲線,故C正確;
對(duì)于D,當(dāng)方程表示雙曲線時(shí),得;由C可知,
,焦距為10,
當(dāng)方程表示橢圓時(shí),,,則
,焦距為10,所以焦距均為10,故D正確.
故選:BCD
10. 已知圓與圓,下列說(shuō)法正確的是()
A. 與的公切線恰有4條
B. 與相交弦的方程為
C. 與相交弦的弦長(zhǎng)為
D. 若,分別是圓,上的動(dòng)點(diǎn),則
【答案】BCD
【解析】
【分析】求出圓心距,判斷兩圓位置關(guān)系即可判斷A;兩圓方程相減消去二次項(xiàng)可判斷B;利用點(diǎn)到直線的距離公式求到相交弦的距離,然后由弦長(zhǎng)公式求弦長(zhǎng)可判斷C;觀察圖形可知,可判斷D.
【詳解】由已知得圓的圓心,半徑,圓的圓心,半徑,
因?yàn)?,,故兩圓相交,
所以與的公切線恰有2條,故A錯(cuò)誤;
兩圓方程做差可得與相交弦的方程為,故B正確;
由點(diǎn)到直線的距離公式得到相交弦的距離為,
故相交弦的弦長(zhǎng)為,C正確;.
由圖可知,,故D正確.
故選:BCD
11. 已知雙曲線左右頂點(diǎn)為,,左右焦點(diǎn)為,,直線與雙曲線的左右兩支分別交于,兩點(diǎn),則()
A. 若,則的面積為
B. 直線與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),則
C. 若的斜率的范圍為,則的斜率的范圍為
D. 存在直線的方程為,使得弦的中點(diǎn)坐標(biāo)為
【答案】ABC
【解析】
【分析】對(duì)于A:利用余弦定理及雙曲線的定義求出,進(jìn)而可得三角形的面積;對(duì)于B:設(shè),與直線聯(lián)立,發(fā)現(xiàn)均與無(wú)關(guān),進(jìn)一步分析可得;對(duì)于C:求出為定值,進(jìn)而可得的斜率的范圍;對(duì)于D:將直線方程和雙曲線方程聯(lián)立,通過(guò)判別式可得結(jié)果.
【詳解】在雙曲線中,
對(duì)于A:在雙曲線的焦點(diǎn)三角形中,
,可得
所以,故A正確;
對(duì)于B,不妨設(shè),當(dāng)時(shí)表示雙曲線,當(dāng)時(shí)表示該雙曲線的兩條漸近線.
設(shè)直線,其與的交點(diǎn)為
聯(lián)立,可得,
應(yīng)滿足且.
由韋達(dá)定理可知,都與無(wú)關(guān).
所以線段的中點(diǎn)與線段的中點(diǎn)重合,不妨設(shè)為.
由可知,故B正確;
對(duì)于C,設(shè),且,
,
所以若的斜率范圍為,則的斜率的范圍為,C正確;
對(duì)于D,聯(lián)立,消去可得,,故直線與雙曲線無(wú)交點(diǎn),所以不存在中點(diǎn),D錯(cuò)誤.
故選:ABC.
12. 已知拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為2,過(guò)焦點(diǎn)作直線與拋物線交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作拋物線的切線與準(zhǔn)線交于點(diǎn),連接,若,則()
A. B.
C. 為鈍角D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根據(jù)給定條件,求出點(diǎn)的坐標(biāo),直線的方程,結(jié)合拋物線的切線求出點(diǎn)坐標(biāo),再逐項(xiàng)計(jì)算判斷即得.
【詳解】依題意,,由,得,設(shè),不妨令,
過(guò)作軸的垂線分別交y軸于,則有,即,
點(diǎn),設(shè)直線的方程為,與方程聯(lián)立消去x得:
,則,,解得,
因此點(diǎn),直線,
設(shè)拋物線在點(diǎn)處切線方程為,與方程聯(lián)立消去x得:
,顯然,,解得,
于是拋物線在點(diǎn)切線方程為,而拋物線的準(zhǔn)線為,則,
對(duì)于A,直線斜率,因此,A正確;
對(duì)于B,由,得,,B正確;
對(duì)于C,顯然,即為直角,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,點(diǎn)O到直線的距離,點(diǎn)M到的距離
,所以,D正確.
故選:ABD
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:拋物線在點(diǎn)處的切線斜率;拋物線在點(diǎn)處的切線斜率.
三、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分.
13. 拋物線的準(zhǔn)線方程為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】將拋物線方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程即可得解.
【詳解】由題意拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,其準(zhǔn)線方程為.
故答案為:.
14. 若直線與圓相交于,兩點(diǎn),且(其中為原點(diǎn)),則的值為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】直接利用垂徑定理列式計(jì)算即可.
【詳解】由可得,
則,解得.
故答案為:.
15. 一動(dòng)圓與圓外切,同時(shí)與圓內(nèi)切,則動(dòng)圓圓心的軌跡方程為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè)動(dòng)圓的圓心,半徑為,根據(jù)兩圓的位置關(guān)系列式整理可得動(dòng)圓圓心的軌跡為橢圓,根據(jù)橢圓定義可得軌跡方程.
【詳解】設(shè)動(dòng)圓的圓心,半徑為,
又由圓得,圓心,半徑,
由圓得,圓心,半徑,
由已知得,兩式相加消去可得,
根據(jù)橢圓定義可得動(dòng)圓圓心的軌跡為以為焦點(diǎn)的橢圓,設(shè)為
其中,
所以,
所以動(dòng)圓圓心的軌跡方程為.
故答案為:.
16. 如圖,過(guò)雙曲線的左焦點(diǎn)引圓的切線,切點(diǎn)為,延長(zhǎng)交雙曲線右支于點(diǎn),為線段的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),若,則雙曲線的離心率為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用中位線結(jié)合雙曲線的性質(zhì), 解得,解得,然后轉(zhuǎn)化成,求得離心率.
【詳解】設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn),連接,.
則中,,,
則,
由直線與圓相切,
可得.
又雙曲線中,,
則,
又,
則,
整理得,
兩邊平方整理得,
則雙曲線離心率,
故答案為:.
四、解答題:本題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
17. 已知的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,,,求
(1)求的面積;
(2)求的外接圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
【答案】(1)20 (2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)點(diǎn)距離公式可判斷三角形為等腰三角形,即可根據(jù)面積公式求解,
(2)根據(jù)兩點(diǎn)斜率公式結(jié)合垂直滿足的關(guān)系可判斷為直角三角形,進(jìn)而根據(jù)直角三角形的性質(zhì)確定外接圓圓心和半徑,即可求解方程.
【小問(wèn)1詳解】
,,,
由于,
所以為以為斜邊的等腰直角三角形,可得中點(diǎn),
所以,故的面積為20.
【小問(wèn)2詳解】
由(1)知.
所以外接圓圓心恰好為中點(diǎn),,
所以三角形外接圓標(biāo)準(zhǔn)方程為.
18. 已知直線和圓,且直線和圓交于兩點(diǎn).
(1)當(dāng)為何值時(shí),截得的弦長(zhǎng)為4;
(2)若,求的取值范圍.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】(1)由題意可得,再由求解即可;
(2)由,可得,則有,即,求解即可;
【小問(wèn)1詳解】
設(shè)直線與圓心距離為,則,
所以有
解得;
【小問(wèn)2詳解】
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
因?yàn)椋裕?br>有,即,
解得.
19. 已知為坐標(biāo)原點(diǎn),,,直線,的斜率之積為4,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為.
(1)求的方程;
(2)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),與交于,兩點(diǎn),線段中點(diǎn)在第一象限,且縱坐標(biāo)為4,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)設(shè)出動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為,根據(jù)斜率之積為4列出等式,化簡(jiǎn)即可.
(2)首先直線斜率存在且經(jīng)過(guò)點(diǎn),設(shè)出直線方程并將其與雙曲線方程聯(lián)立,由韋達(dá)定理結(jié)合已知條件算出斜率,進(jìn)而由弦長(zhǎng)的計(jì)算公式直接計(jì)算即可.
【小問(wèn)1詳解】
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)?,,所以?br>化簡(jiǎn)得:.所以的方程為.
【小問(wèn)2詳解】
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),顯然不符合題意;
設(shè),,直線方程為,
與聯(lián)立得:,
由且,解得且,
由韋達(dá)定理得,
因?yàn)榫€段中點(diǎn)在第一象限,且縱坐標(biāo)為,
所以,解得或(舍去),
所以直線為,所以,
所以.
20. 已知?jiǎng)訄A過(guò)定點(diǎn),且截軸所得弦長(zhǎng)為4.
(1)求動(dòng)圓圓心的軌跡的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)的直線與軌跡交于A,兩點(diǎn),若為軌跡的焦點(diǎn),且滿足,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由題意,設(shè)動(dòng)圓圓心,設(shè)圓截y軸所得弦為,分別討論當(dāng)不在y軸上和在y軸上這兩種情況,進(jìn)而即可求解;
(2)易知直線斜率存在,設(shè)出直線l的方程,將直線l的方程與軌跡T的方程聯(lián)立,利用根與系數(shù)的關(guān)系以及斜率公式再進(jìn)行求解即可.
【小問(wèn)1詳解】
如圖,設(shè)動(dòng)圓圓心,設(shè)圓截y軸所得弦為,則有,
當(dāng)不在y軸上時(shí),過(guò)作交于,則是的中點(diǎn),
于是,化簡(jiǎn)得;
當(dāng)在y軸上時(shí),動(dòng)圓過(guò)定點(diǎn),且在y軸上截得弦的長(zhǎng)為4,
則與原點(diǎn)重合,即點(diǎn)也滿足方程,
所以動(dòng)圓圓心的軌跡的方程為.
【小問(wèn)2詳解】
顯然直線斜率存在,不妨設(shè)直線,
與聯(lián)立可得,
,得,
韋達(dá)定理可知,
已知,
解得或1,因?yàn)?,所?
所以.
21. 橢圓與雙曲線有相同的焦點(diǎn),且過(guò).
(1)求橢圓的方程;
(2)如圖所示,記橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)在定直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線,分別交橢圓于兩點(diǎn),.
(i)證明:點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);
(ii)求四邊形面積的最大值.
【答案】(1)
(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)6
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意設(shè)出橢圓方程,用待定系數(shù)法求解即可得解;
(2)(i)根據(jù)題意只要證為鈍角即即可,求出坐標(biāo),利用向量數(shù)量積運(yùn)算即可得證;(ii)求出四邊形的面積,對(duì)面積的表達(dá)式變形利用基本不等式和對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性求出最大值得解.
【小問(wèn)1詳解】
由題知,橢圓的焦點(diǎn)為,,
故可設(shè)橢圓方程為,將點(diǎn)代入可得,
解得,
所以橢圓得方程為.
【小問(wèn)2詳解】
(i)易知,由橢圓對(duì)稱性可知,不妨設(shè),;
根據(jù)題意可知直線斜率均存在,且,;
所以直線的方程為,的方程為;
聯(lián)立直線和橢圓方程,消去可得;
由韋達(dá)定理可得,解得,則;
聯(lián)立直線和橢圓方程,消去可得;
由韋達(dá)定理可得,解得,則;
則,;
所以;
即可知為鈍角,所以點(diǎn)B在以為直徑的圓內(nèi);
(ii)易知四邊形的面積為,
設(shè),則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立;
由對(duì)勾函數(shù)性質(zhì)可知在上單調(diào)遞增,
所以,可得,
所以時(shí),四邊形的面積最大為6,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
由對(duì)稱性可知,即當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為或時(shí),
四邊形的面積最大,最大值為6.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題第二問(wèn)考查直線與橢圓的綜合問(wèn)題.小問(wèn)(i)要證點(diǎn)在圓內(nèi)等價(jià)于只要證為鈍角即即可,求出坐標(biāo),利用向量數(shù)量積運(yùn)算即可得證;小問(wèn)(ii)求出四邊形的面積,從結(jié)構(gòu)出發(fā)變換,換元,利用基本不等式和對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性求出最大值得解.
22. 已知點(diǎn)在雙曲線上.
(1)雙曲線上動(dòng)點(diǎn)Q處的切線交的兩條漸近線于兩點(diǎn),其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),求證:的面積是定值;
(2)已知點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作動(dòng)直線與雙曲線右支交于不同的兩點(diǎn)?,在線段上取異于點(diǎn)?的點(diǎn),滿足,證明:點(diǎn)恒在一條定直線上.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)證明見(jiàn)解析
【解析】
【分析】(1)先求出雙曲線方程,設(shè),則過(guò)點(diǎn)的切線方程為,聯(lián)立與兩條漸近線方程,得到點(diǎn)坐標(biāo),利用求出面積為定值;
(2)考慮直線斜率不存在,不合題意,故直線斜率存在,設(shè)直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,設(shè)出,得到兩根之和,兩根之積,再設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,由得到,,消去參數(shù)得到點(diǎn)恒在一條定直線上.
【小問(wèn)1詳解】
將代入雙曲線中,,
解得,故雙曲線方程為,
下面證明上一點(diǎn)的切線方程為,
理由如下:當(dāng)切線方程的斜率存在時(shí),
設(shè)過(guò)點(diǎn)的切線方程為,與聯(lián)立得,
,
由
化簡(jiǎn)得,
因?yàn)?,代入上式得?br>整理得,
同除以得,,
即,
因?yàn)?,?br>所以,
聯(lián)立,兩式相乘得,,
從而,
故,
即,
令,則,即,
解得,即,
當(dāng)切線斜率不存在時(shí),此時(shí)切點(diǎn)為,切線方程為,滿足,
綜上:上一點(diǎn)的切線方程為,
設(shè),則過(guò)點(diǎn)的切線方程為,
故為過(guò)點(diǎn)的切線方程,
雙曲線的兩條漸近線方程為,
聯(lián)立與,解得,
聯(lián)立與,解得,
直線方程為,即,
故點(diǎn)到直線的距離為,
且,
故的面積為
,為定值;
【小問(wèn)2詳解】
若直線斜率不存在,此時(shí)直線與雙曲線右支無(wú)交點(diǎn),不合題意,不滿足條件,
故直線斜率存在,設(shè)直線方程,
與聯(lián)立得,
由,
因?yàn)楹愠闪?,所以?br>故,
解得,
設(shè),則,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
則由得,,
變形得到,
將代入,解得,
將代入中,解得,
則,
故點(diǎn)恒在一條定直線上.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:過(guò)圓上一點(diǎn)的切線方程為:,
過(guò)圓外一點(diǎn)的切點(diǎn)弦方程為:.
過(guò)橢圓上一點(diǎn)的切線方程為,
過(guò)雙曲線上一點(diǎn)的切線方程為
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